نانو طبلها و طیف نگاری صوتی

طیف نگاری از روشهای بسیار مفید و پرکاربرد در تعین ساختار اجسام مختلف و
از جمله ستارگان دوردست می‌باشد. تا حدود چهل سال قبل یعنی زمانی که
ریاضیدانی به نام مارک کاک نظریه ای را در باره امکان ثبت ارتعاشات صوتی و
تشخیص ساختار اجسام به‌وسیله آن (به تعبیر دیگر طیف نگاری صوتی) مطرح نمود،
تصور نمی‌شد که روزی بتوان صدای ساختار درونی اشیاء را شنید.

اخیرا ً جمعی از دانشمندان دانشگاه استنفورد توانسته‌اند برای نخستین بار
راهکاری به منظور استفاده عملی از این پدیده در قلمرو مکانیک کوانتوم و
مقیاس نانو بیابند. به این منظور آنها با استفاده از یک میکروسکوپ تونلی
روبشی و تجهیزات دیگری، مطالعه ای را بر روی مولکولهای منفرد مونوکسید کربن
که روی یک سطح مسی قرار می‌گرفتند، انجام دادند. آنها در آزمایش خود حدود
۳۰ الکترون یا بیشتر (که طبلهای کوانتومی نامیده می‌شوند) را درون دیواره‌های
نه ضلعی بسته ای از مونوکسید کربن که ارتفاعی به اندازه تنها یک مولکول
داشتند قرار داده و پدیده تشدید (یا پیدایش حالت طیفی یکسان) بین آنها را
مورد بررسی قرار دادند. این محققان سعی کردند تا برای دقت بیشتر تنها روی
دو طبل کوانتومی با ضرباهنگ مشابه تمرکز کرده و به مطالعه طیف صوتی آن
بپردازند.

هدف این محققان در نهایت ساخت مدارهای ریز به شیوه پائین به بالا (برخلاف
روش بالا به پائین مرسوم در صنعت) و کوچکتر کردن هرچه بیشتر تراشه‌های
رایانه ای است.

نتایج این تحقیق می‌تواند تأثیر زیادی روی سیستم‌های نانوالکترونیکی،
رایانه‌های کوانتومی و حتی علم کیهان شناسی و تعیین ساختارتشکیل دهنده عالم
داشته باشد. از دیگر مواردی که این دانشمندان با انجام این تحقیق به آن
رسیده‌اند، مشاهده مستقیم فاز کوانتومی توابع موج الکترونی و دسترسی به
اطلاعات آن است که به‌طور طبیعی غیر ممکن می‌باشد.

یاد آور می‌شود که گزارش کاملی از این کار تحقیقاتی درشماره ۸ فوریه نشریه
ساینس منتشر شده است.